近期,在第二届中国(广东)国际“互联网+”博览会上,一款生态环保无水马桶吸引了观众眼球。该产品采用了磁微生物技术以及磁絮凝及高梯度磁分离污水快速净化技术等,实现资源循环利用和零排放。此外,盖茨赞助的无水纳米膜马桶于2016年获得女王周年纪念奖。
据了解,国外企业正在积极研发节水马桶和无水马桶产品并投入到应用当中,Mansfield Plumbing公司的产品经理Adriana Miller说:“选择低耗水的马桶并不意味着牺牲性能”。“今天的马桶制造商正在致力于研发使用极少的水的同时提供增强的冲洗技术的方法”。据了解,全美国广泛使用三种节水型马桶:1.6、1.28和1.0 Gpf。卫生间是家庭用水的主要来源,几乎30%的室内用水量与马桶相关。米勒说,“当你认为一般人每天至少有五次冲洗,这可能会导致一个家庭的大量水费”。加上第三世界和发展中国家面临缺乏清洁水和适当的卫生设施的主要问题,造成健康问题和饮用水污染。超过24亿的人没有安全的地方去上厕所,每天约有1,400名5岁以下的儿童死于卫生条件。
节水马桶和无水马桶的需求庞大。据了解,瑞典SEPARETT无水马桶公司,开业51年来,共向全世界销售了35万个无水马桶。主要用户是别墅、渡假屋、游艇所有者。
前段时间盖茨赞助的无水马桶系列引起大家关注,比尔和梅林达·盖茨基金会委托进行的研究旨在通过无水马桶来解决这个问题,将人类废物转化为水和灰。 Cranfield水科学研究所(CWSI),Cranfield能源和竞争创意设计中心(C4D)的联合合作正在取得进展。克兰菲尔德大学,回答了呼吁,并获得了发展其单个家庭的纳米膜马桶的赠款。
盖茨赞助的无水马桶研发采用创新的系统使用纳米膜阻挡气味和特殊的旋转机制,以分离固体和液体废物。从尿中除去水,剩余的化合物与固体废物合并。固体通过机械螺杆输送到隔室中,然后转化为灰烬和能量。纳米膜阻塞所产生的水中的气味,冲洗机制在总体气味控制中具有较大的作用。特殊的旋转机构实际上是无水冲洗,并且源分离也通过螺杆和重力沉降实现。水可以在家庭中重复使用以用于洗涤或灌溉,并且产生的能量不仅可以给马桶供电,而且也可以为其他低电压装置(例如移动电话)供电。这些优势使纳米膜坐便器成为一个全方位的可持续发展技术。
CWSI的无水纳米膜马桶原型
让我们听听Edwina Mercer和Farhad Kamranvand,对水和废水工程部门的看法,他们都是从事膜结合的博士生。
Edwina努力工作在Cranfield环境分析设施实验室
你在实验室的日常工作是什么?你做什么类型的实验?
E:我正在努力确保输出的水产品使用安全,没有气味。我使用诸如用于气味表征的气相色谱 - 质谱(GC-MS)技术分析膜的入口和出口;我还测试氨,有机物,盐,总固体,磷和病原体。
F:好吧,日常任务不像你想象的那样静态和预先定义。每天我面临新的挑战,必须解决,以便在工作的实验部分取得进展。我设计了一个膜细胞测试来评估膜纤维在临界条件下的性能。
你使用模拟粪便样本还是收集真实样本?
E&F:我用合成和真实废物测试膜。真实样品的制备有其自身的困难,特别是当必须考虑健康和安全因素时。此外,样品收集可以是一个挑战,因为它需要人们捐赠,我处理了我们的志愿者81份粪便样品,这是一些杂乱的工作!
这个项目的新颖性相当明显;它的局限性是什么?
E&F:我们在这个团队有来自3个学科 - 水,能源和设计的26人。我们都在研究我们自己的各个部分,所以我认为主要的挑战是系统集成,使所有组件都作为一个过程。此外,仍然需要做很多关于公众感知和用户对产品的行为。